题目内容
【题目】为了既能测出电池的电动势E和内阻r，同时又能测出待测元件的厚度d，兴趣小组用下列器材组装成一个电路：
A.电压表V1(量程1.5V、内阻很大)
B.电压表V2(量程1.5V、内阻很大)
C.电流表A(量程0.6A、内阻很小)
D.滑动变阻器R0(最大阻值20Ω、额定电流1A)
E.待测元件R(用电阻符号表示，电阻率ρ=3.5×10－5Ω·m)
F.电池组(电动势E、内阻r)
G.开关一只，导线若干
实验时，把待测元件(形状和接入电路的电流方向如图乙所示)接入电路，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小(计算结果保留两位有效数字)
(1)请将设计的实验电路图在图甲的虚线方框中补充完整________________；
(2)每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点，标到U-I坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，部分图像如图丙所示，则电池组的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。
(3)该待测元件的厚度d=___________m；若把元件替换为长和宽均为L/2，厚度仍为d的新元件，接入电路的电流方向不变，则新元件在电路中的消耗最大电功率为___________W。
【答案】
1.5 1.0 1.8×10-4 0.50
【解析】
测电源电动势与内阻实验时，电压表测路端电压，随滑动变阻器接入电路阻值的增大，电压表示数增大；电阻两端电压随滑动变阻器阻值增大而减小；根据电压表示数变化确定各电路元件的连接方式，然后作出实验电路图；电源的U-I图象与纵轴的交点示数是电源的电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻。
（1）由于电流表既要测量R的电流，又要测量干路中的电流，故滑动变阻器只能采用限流接法，如图所示：
（2）由
可得
，由题意可知，图丙中倾斜向下的直线为
图像，图像的纵截距表示电源电动势，故E=1.5V，
；
（3）由题意可知，图丙中倾斜向上的直线为
图像，由图线可知，待测元件的电阻
，根据
，以及图乙可知
，解得
，由于新元件电阻R与原元件R相同，当
时，新元件的功率最大，此时的最大电流
，故最大功率
